1 Избранные труды по методологии науки. М., 1986. С. 304.

2 Эволюция физики. С. 10.

308

________________________________ ГлаваIX

тов». Главный труд Ньютона — «Математические начала натуральной философии» (1687) ^ это, по выражению Дж. Бернала, «библия новой науки», «источник дальней­шего расширения изложенных в ней методов». В этой и других своих работах Ньютон сформулировал понятия и законы классической механики, дал математическую фор­мулировку закона всемирного тяготения, теоретически обосновал законы Кеплера (создав тем самым небесную механику), и с единой точки зрения объяснил большой объем опытных данных (неравенства движения Земли, Луны и планет, морские приливы и др.).

Кроме того, Ньютон — независимо от Лейбница — со­здал дифференциальное и интегральное исчисление как адекватный язык математического описания физической ре­альности. Он был автором многих новых физических пред­ставлений — о сочетании корпускулярных и волновых пред­ставлений о природе света, об иерархически атомизирован-ной структуре материи, о механической причинности и др.

Как отмечал А. Эйнштейн, в трудах Ньютона пред­ставлена первая попытка установления теоретической ос­новы для физики и других наук. В его работах «проявля­лось стремление найти для унификации всех отраслей на­уки теоретическую основу, образованную минимальным числом понятий и фундаментальных отношений, из кото­рых логическим путем можно было бы вывести все поня­тия и соотношения отдельных дисциплин»1. Построенный Ньютоном фундамент, по свидетельству Эйнштейна, ока­зался исключительно плодотворным и до конца XIX в. считался незыблемым.

Научный метод Ньютона имел целью четкое противо­поставление достоверного естественнонаучного знания вымыслам и умозрительным схемам натурфилософии. Знаменитое его высказывание «гипотез не измышляю» было лозунгом этого противопоставления.

Физика и реальность. С. 68.

309

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

Содержание научного метода Ньютона (метода принци­пов) сводится к следующим основным «ходам мысли»:

1) провести опыты, наблюдения, эксперименты;

2) посредством индукции вычленить в чистом виде от­дельные стороны естественного процесса и сделать их объективно наблюдаемыми;

3) понять управляющие этими процессами фундамен­тальные закономерности, принципы, основные понятия;

4) осуществить математическое выражение этих прин­ципов, т. е. математически сформулировать взаимосвязи естественных процессов;

5) построить целостную теоретическую систему путем дедуктивного развертывания фундаментальных принципов, т. е. «прийти к законам, имеющим неограниченную силу во всем космосе» (В. Гейзенберг);

6) «использовать силы природы и подчинить их нашим целям в технике» (В. Гейзенберг).

С помощью этого метода были сделаны многие важные открытия в науках. На основе метода Ньютона в рассмат­риваемый период был разработан и использовался огром­ный «арсенал» самых различных методов. Это прежде все­го наблюдение, эксперимент, индукция, дедукция, ана­лиз, синтез, математические методы, идеализация и дру­гие. Все чаще говорили о необходимости сочетания раз­личных методов. Благодаря созданному им методу, «Нью­тон был первым, кому удалось найти ясно сформулиро­ванную основу, из которой с помощью математического мышления можно бьшо логически вывести количественно и в соответствии с опытом широкую область явлений»1.

Сам Ньютон с помощью своего метода решил три кар­динальных задачи. Во-первых, четко отделил науку от умозрительной натурфилософии и дал критику последней. («Физика, берегись метафизики!») Под натурфилософией Ньютон понимал «точную науку о природе», теоретико-

1 Физика и реальность. С. 1

_________________________________Глава IX

математическое учение о ней. Во-вторых, разработал клас­сическую механику как целостную систему знаний о ме­ханическом движении тел. Его механика стала классичес­ким образцом научной теории дедуктивного типа и этало­ном научной теории вообще, сохранив свое значение до настоящего времени. В-третьих, Ньютон завершил пост­роение новой революционной для того времени картины природы, сформулировав основные идеи, понятия, прин­ципы, составившие механическую картину мира. При этом Ньютон считал, что «было бы желательно вывести из на­чал механики и остальные явления природы».

Основное содержание механической картины мира, со­зданной Ньютоном, сводится к следующим моментам:

1. Весь мир, вся Вселенная (от атомов до человека) понимался как совокупность огромного числа неделимых и неизменных частиц, перемещающихся в абсолютном пространстве и времени, взаимосвязанных силами тяготе­ния, мгновенно передающимися от тела к телу через пус­тоту (ньютоновский принцип дальнодействия).

2. Согласно этому принципу любые события жестко предопределены законами классической механики, так что если бы существовал, по выражению Лапласа, «всеобъем­лющий ум», то он мог бы их однозначно предсказывать и предвычислять.

3. В механической картине мира последний был пред­ставлен состоящим из вещества, где элементарным объек­том выступал атом, а все тела — как построенные из абсо­лютно твердых, однородных, неизменных и неделимых кор­пускул — атомов. Главными понятиями при описании ме­ханических процессов были понятия «тело» и «корпускула».

4. Движение атомов и тел представлялось как их пере­мещение в абсолютном пространстве с течением абсолют­ного времени. Эта концепция пространства и времени как арены для движущихся тел, свойства которых неизменны и независимы от самих тел, составляла основу механичес­кой картины мира.

311

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

5. Природа понималась как простая машина, части которой подчинялись жесткой детерминации, которая была - характерной особенностью этой картины.

6. Важная особенность функционирования механичес­кой картины мира в качестве фундаментальной исследо­вательской программы — синтез естественнонаучного зна­ния на основе редукции (сведения) разного рода процес­сов и явлений к механическим.

Несмотря на ограниченность уровнем естествознания XVII в., механическая картина мира сыграла в целом по­ложительную роль в развитии науки и философии. Она давала естественнонаучное понимание многих явлений природы, освободив их от мифологических и религиозных схоластических толкований. Она ориентировала на пони­мание природы из нее самой, на познание естественных причин и законов природных явлений.

Материалистическая направленность механической кар­тины Ньютона не избавила ее от определенных недостат­ков и ограниченностей. Одна из них состояла, в частно­сти, в том, что «эта картина не охватывала ни наук о жиз­ни, ни наук о человеке, т. е. не охватывала подавляющей части современного научного аппарата. Однако она по­зволила то, чего до сих пор в науке не было в сколько-нибудь значительной степени, позволила предсказывать события, предвидеть их с огромной точностью»1.

Механистичность, метафизичность мышления Ньюто­на проявляется, в частности, в его утверждении о том, что материя — инертная субстанция, обреченная на извечное повторение хода вещей, из нее исключена эволюция; вещи неподвижны, лишены развития и взаимосвязи; время — чистая длительность, а пространство — пустое «вместили­ще» вещества, существующее независимо от материи, вре­мени и в отрыве от них. Ощущая недостаточность своей картины мира, Ньютон вынужден был аппелировать к иде-

1 О науке. Т. 1. С. 4

____________________ Глава IX

ям творения, отдавать дань религиозно^ идеалистическим представлениям.

Несмотря на свою ограниченность, механическая кар­тина мира оказала мощное влияние на развитие всех дру­гих наук на долгое время. Экспансия механической кар­тины мира на новые области исследования осуществля­лась в первую очередь в самой физике, но потом — в дру­гих областях знаний. Освоение новых областей потребо­вало развития математического формализма ньютоновс­кой теории и углубленной разработки ее концептуального аппарата. А. Эйнштейн писал: «Значение трудов Ньюто­на заключается не только в том, что им была создана прак­тически применимая и логически удовлетворительная ос­нова механики, айв том, что до конца XIX в. эти труды служили программой всех теоретических исследований в физике»1, — но не только в ней, но и в других науках.

Развитие многих областей научного познания в этот период определялось непосредственным воздействием на них идей механической картины мира. Так, в эпоху гос­подства алхимии Р. Бойль выдвинул программу, которая переносила в химию принципы и образцы объяснения, сформулированные в механике. Бойль предлагал объяс­нить все химические явления, исходя из представлений о движении «малых частиц материи» (корпускул).

Механическая картина мира оказывала сильное влия­ние и на развитие биологии. Так, Ламарк, пытаясь най­ти естественные причины развития организмов, опирал­ся на вариант механической картины мира, включавший идею «невесомых». Он полагал, что именно последние являются источником органических движений и измене­ния в живых существах. Развитие жизни, по его мне­нию, выступает как «нарастающее движение флюидов», которое и было причиной усложнения организмов и их изменения.

1 Физика и реальность. С. 15.

313

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

Довольно сильным влияние механической картины мира было и на знание о человеке и обществе, (см. об этом далее).

Однако по мере экспансии механической картины мира на новые предметные области наука все чаще сталкива­лась с необходимостью учитывать особенности этих облас­тей, требующих новых, немеханических представлений. Накапливались факты, которые все труднее было согласо­вывать с принципами механической картины мира. Она теряла свой универсальный характер, расщепляясь на ряд частонаучных картин, начался процесс расшатывания ме­ханической картины мира. В середине XIX в. она окон­чательно утратила статус общенаучной.

Говоря о механической картине мира, необходимо от­личать это понятие от понятия «механицизм». Если первое понятие обозначает концептуальный образ природы, со­зданный естествознанием определенного периода, то вто­рое — методологическую установку. А именно — одно­сторонний методологический подход, основанный на аб­солютизации и универсализации данной картины, при­знанию законов механики как единственных законов ми­роздания, а механической формы движения материи — как единственно возможной.

Сущность механистического подхода весьма ярко сфор­мулировал П. Лаплас, подчеркивая, что принципы меха­нической картины мира должны быть приняты в качестве идеала объяснения любых природных процессов, истин­ной методики исследования законов природы. Успехи ме­ханической теории в объяснении явлений природы, а так­же их большое значение для развития практики — для тех­ники, для конструирования машин, для строительства, мо­реплавания, военного дела и т. п. и привели к абсолюти­зации механической картины мира, которая стала рассмат­риваться в качестве универсальной.

Таким образом, естествознание рассматриваемого эта­па было механистическим, поскольку ко всем процессам

314

^_____________________________ Глава IX

природы прилагался исключительно масштаб механики. Стремление расчленить природу на отдельные «участки» и подвергать их анализу каждый по отдельности, постепен­но превращалось в привычку представлять природу состо­ящей из неизменных вещей, лишенных развития и взаим­ной связи. Так сложился метафизический способ мышле­ния, одним из выражений которого и был механицизм как своеобразная методологическая доктрина.

При попытке понять явления исключительно с меха­нистической точки зрения было необходимо вводить та­кие искусственные субстанции как электрические и маг­нитные жидкости, световые корпускулы, флюиды и т. п. Однако в результате оказалось, что «ошибка лежит в фун­даментальном положении о том, что все явления в приро­де можно объяснить с механистической точки зрения. Наука не имела успеха в последовательном проведении механистической программы»1.

Механицизм есть крайняя форма редукционизма. Ре-дукционизм (лат. — отодвигание назад, возвращение к пре­жнему состоянию) — методологический принцип, соглас­но которому высшие формы могут быть полностью объяс­нены на основе закономерностей, свойственных низшим формам, т. е. сведены к последним (например, биологи­ческие явления — с помощью физических и химических законов).

Само по себе сведение сложного к более простому в ряде случаев оказывается плодотворным — например, при­менение методов физики и химии в биологии. Однако абсолютизация принципа редукции, игнорирование спе­цифики уровней (т. е. того нового, что вносят переход на более высокий уровень организации) неизбежно ведет к заблуждениям в познании.

Таким образом, небывалые успехи механики породили представление о принципиальной сводимости всех про-

1 Эволюция физики. С. 100.

315

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

цессов в мире к механическим. «Поэтому в XIX в. меха­ника прямо отождествлялась с точным естествознанием. Ее задачи и сфера ее применяемости казались безгранич-^ ными. Еще Больцман утверждал, что мы может понять физический процесс лишь в том случае, если объясним его механически.

Первую брешь в мире подобных представлений проби­ла макевелловская теория электромагнитных явлений, да­вавшая математическое описание процессов, не сводя их к механике»1.

Следует сказать о том, что на современном, постнек-лассическом этапе развития естествознания споры и дис­куссии о редукционизме вспыхнули с новой силой. Так, считает ложными положения о том, что «редукционизм теории есть заблуждение» или что «фи-зикализм оказывал уничтожающее влияние на развитие биологии». Опровергая эти положения, автор считает, что борьба с «редукционизмом» и «физикализмом» как таковыми не только бессмысленна, но и вредна для на­уки. Весь вопрос в том, какое содержание вкладывать в данные термины. В зависимости от этого редукционизм может быть либо «жупелом, придуманным для устраше­ния естественников», либо эффективным приемом (спо­собом) познания.

В последнем случае «речь идет не о «сведении» — физи­ка никогда не подменит биологию, но о раскрытии глубин­ных физических основ биологических явлений. Так назы­ваемый редукционизм в естественных науках есть обяза­тельный и наиболее конструктивный способ познания»Л В этой связи автор приводит ряд примеров, свидетель­ствующих о выдающемся значении физических идей для развития биологии, начиная с теории кровообращения

1 Шаги за горизонт. М., 1987. С. 179.

2 Современная физика и биология // Вопросы философии. 1989. № 8. С. 32.

316

_________________ •____________Глава IX

Гарвея (которая была механической по своей сути) и по­ложения Лавуазье об общности дыхания и горения, и кон­чая постановкой задачи с генетическом коде.

Многие современные исследователи подвергают сомнению тезис И. Пригожина о том, что сегодняшняя наука не яв­ляется редукционистской. Так, и -дюмов считают, что, во-первых, «нужно избегать жестко­го физикализма или механицизма, непосредственного све­дения всего к законам простейших формообразований при­роды», во-вторых, в современном знании содержание тер­мина «редукционизм» изменилось и потому, в-третьих, недопустим редукционизм механистический, т. е. фак­тическое отрицание специфичности более сложного, све­дение целого к сумме его частей. Но правомерен диалек­тически понятый редукционизм как «использование фун­даментальных законов более простых уровней с целью те­оретического выведения (объяснения) качественной спе­цифичности сложных образований»1.

II. Этап зарождения и формирования эволюционных идей — с начала 30-х гг. XIX в. до конца XIX — начала XX вв. Уже с конца XVIII в. в естественных науках (в том числе и в физике, которая выдвинулась на первый план) накап­ливались факты, эмпирический материал, которые не «вме­щались» в механическую картину мира и не объяснялись ею. «Подрыв» этой картины мира шел главным образом с двух сторон: во-первых, со стороны самой физики и, во-вторых, со стороны геологии и биологии.

Первая линия «подрыва» была связана с активизацией исследований в области электрического и магнитного по­лей. Особенно большой вклад в эти исследования внесли английские ученые М. Фарадей (1791—1867) и Д. Макс­велл (1831—1879). Благодаря их усилиям стали формиро-

1 , Синергетика как новое ми-ровидение: диалог с И. Пригожиным // Вопросы философии, 1992. № 12. С. 199.

317

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

ваться не только корпускулярные, но и континуальные («сплошная среда») представления.

Фарадей обнаружил взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, ввел понятия электрического и магнит­ного полей, выдвинул идею о существовании электро­магнитного поля. Максвелл создал электродинамику и статистическую физику, построил теорию электромагнит­ного поля, предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею об электромагнитной природе све­та. Тем самым материя предстала не только как веще­ство (как в механической картине мира), но и как элект­ромагнитное поле. Как писал А. Эйнштейн, «первый удар по учению Ньютона о движении как программе для всей теоретической физики нанесла максвелловская тео­рия электричества...; наряду с материальной точкой и ее движением появилась нового рода физическая реальность, а именно «поле»1.

Электродинамика — классическая теория электромаг­нитных процессов, в которых основную роль играют взаи­модействия между заряженными частицами, осуществля­ющиеся посредством электромагнитного поля — особой формы материи. Все электромагнитные явления могут быть описаны с помощью уравнений Максвелла. В этих урав­нениях была дана количественная, математическая фор­мулировка законов поля, выражающих его структуру. Элек­тромагнитные взаимодействия определяют взаимодействия между ядрами и электронами в атомах и молекулах. К элек­тромагнитному взаимодействию сводится и большинство сил, проявляющихся в макроскопических процессах — силы упругости, трения, химические связи и др.

Успехи электродинамики привели к созданию электро­магнитной картины мира, которая объясняла более широ­кий круг явлений и более глубоко выражала единство мира, поскольку электричество и магнетизм объяснялись на ос-

1 Физика и реальность. С.

________________________________Глава IX

нове одних и тех же законов (законы Ампера, Ома, Био-Савара-Лапласа и др.). Поскольку электромагнитные про­цессы не редуцировались к механическим, то стало фор­мироваться убеждение в том, что основные законы мироз­дания — не законы механики, а законы электродинами­ки. Механистический подход к таким явлениям как свет, электричество, магнетизм не увенчался успехом и элект­родинамика все чаще заменяла механику.

Таким образом, работы в области электромагнетизма сильно подорвали механическую картину мира и по суще­ству положили начало ее крушению. Оценивая этот каче­ственный поворот в миропонимании, А. Эйнштейн и Л. Инфельд писали: «Во второй половине девятнадцатого столетия в физику были введены новые революционные идеи; они открыли путь к новому философскому взгляду, отличающемуся от механического. Результаты работ Фа-радея, Максвелла и Герца привели к развитию современ­ной физики, к созданию новых понятий, образующих но­вую картину действительности»1. С тех пор механистичес­кие представления о мире были существенно поколеблены и — будучи не в силах объяснить новые явления — механи­ческая картина мира начала сходить с исторической сцены, уступая место новому пониманию физической реальности.

К концу XIX в. становилось все более очевидным, что «научный метод, сводившийся к изоляции, объяснению и упорядочению, натолкнулся на свои границы. Оказалось, что его действие изменяет и преобразует предмет позна­ния, вследствии чего сам метод уже не может быть отстра­нен от предмета. В результате естественнонаучная карти­на мира, по существу, перестает быть только естественно­научной»2, ибо в нее включается человек.

Что касается второго направления «подрыва» механи­ческой картины мира, то его начало связано с именами

1 Эволюция физики. С. 102.

2 Шаги за горизонт. С. 304.

319

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция ____

английского геолога Ч. Лайеля (1797—1875) и французс­кими биологами (1744—1829) и Ж. Кю­вье ().

Ч. Лайель в своем главном труде «Основы геологии» в трех томах (1830—1833) разработал учение о медленном и непрерывном изменении земной поверхности под влия­нием постоянных геологических факторов. Он перенес нормативные принципы биологии в геологию, построив здесь теоретическую концепцию, которая впоследствии оказала влияние на биологию. Иначе говоря, принципы высшей формы он перенес (редуцировал) на познание низ­ших форм. Ч. Лайель — один из основоположников акту-алистического метода в естествознании, суть которого в том, что на основе знания о настоящем делаются выводы о прошлом (т. е. настоящее — ключ к прошлому). Одна­ко Земля для Лайеля не развивается в определенном на­правлении, она просто изменяется случайным, бессвяз­ным образом. Причем изменения — это у него лишь по­степенные количественные изменения, без скачков, без перерывов постепенности, без качественных изменений. А это метафизический, «плоскоэволюционный» подход.

создал первую целостную концепцию эволюции живой природы. По его мнению, виды живот­ных и растений постоянно изменяются, усложняясь в сво­ей организации в результате влияния внешней среды и не­коего внутреннего стремления всех организмов к усовер­шенствованию. Провозгласив принцип эволюции всеоб­щим законом развития живой природы, Ламарк, однако, не вскрыл истинных причин эволюционного развития. Он полагал, что приобретенные под влиянием внешней сре­ды изменения в живых организмах становятся наследствен­ными и служат причиной образования новых видов. Но передача по наследству этих приобретенных изменений Ламарком доказана не была. Главная его заслуга — созда­ние первого в истории науки целостного, систематичес­кого эволюционного учения.

320

Но он считал, что изменение внешней среды приводит к появлению у организмов новых свойств, которые пере­даются по наследству. Тем самым Ламарк выступил про­тив теории катастроф Кювье и против метафизической теории постоянства видов. С его точки зрения, живое воз­никает из неживого при помощи особых материальных «флюидов», причем сначала образуются простейшие фор­мы, затем из них развиваются более сложные («принцип градации»). Однако он считал, что сама материя не спо­собна к самодвижению и развитие природы направляется согласно «божественной внутренней цели» (телеологизм).

В отличие от Кювье не признавал изменяе­мости видов, объясняя смену ископаемых фаун, так называ­емой «теорией катастроф», которая исключала идею эволю­ции органического мира. Кювье утверждал, что каждый пе­риод в истории Земли завершается мировой катастрофой — поднятием и опусканием материков, наводнениями, разры­вами слоев и др. В результате этих катастроф гибли живот­ные и растения, и в новых условиях появились новые их виды, не похожие на предыдущие. Причину катастроф он не ука­зывал, не объяснял. По словам Энгельса, «теория Кювье о претерпеваемых Землей революциях была революционна на словах и реакционна на деле. На место одного акта боже­ственного творения она ставила целый ряд повторных актов творения и делала из чуда существенный рычаг природы»1.

Итак, уже в первые десятилетия XIX в. было факти­чески подготовлено «свержение» метафизического в це­лом способа мышления, господствовавшего в естествоз­нании. Особенно этому способствовали три великих от­крытия: создание клеточной теории, открытие закона со­хранения и превращения энергии и разработка Дарвиным эволюционной теории.

Теория клетки была создана немецкими учеными М. Шлейденом и Т. Шванном в 1838—1839 гг. Открытие

1 Маркс К,, Соч. Т. 20. С. 352.

ll.3a. S2 321

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

клетки и ее способности к изменениям свидетельствовало о том, что растительные и животные клетки в основе име­ют одинаковую структуру. Было установлено, что выс­шие растительные и животные организмы в своем разви­тии подчиняются определенным общим законам: в част­ности, они начинают жизнь с единой клетки, которая диф­ференцируется, делится, каждая вновь возникшая тоже делится и так строится весь организм. Клеточная теория доказала внутреннее единство всего живого и указала на единство происхождения и развития всех живых существ. Она утвердила общность происхождения, а также един­ство строения и развития растений и животных.

Открытие в 40-х гг. XIX в. закона сохранения и пре­вращения энергии (Ю. Майер, Д. Джоуль, Э. Ленц) по­казало, что признававшиеся ранее изолированными так называемые «силы» — теплота, свет, электричество, маг­нетизм и т. п. — взаимосвязаны, переходят при опреде­ленных условиях одна в другую и представляют собой лишь различные формы одного и того же движения в природе. Энергия как общая количественная мера различных форм движения материи не возникает из ничего и не исчезает, а может только переходить из одной формы в другую.

Дарвина окончательно была оформлена в его главном труде «Происхождение видов путем естествен­ного отбора» (1859). Эта теория показала, что раститель­ные и животные организмы (включая человека) — не бо­гом созданы, а являются результатом длительного есте­ственного развития (эволюции) органического мира, ве­дут свое начало от немногих простейших существ, кото­рые в свою очередь произошли от неживой природы. Тем самым были найдены материальные факторы и причины эволюции — наследственность и изменчивость — и движу­щие факторы эволюции — естественный отбор для орга­низмов, живущих в «дикой» природе, и искусственный отбор для разводимых человеком домашних животных и культурных растений.

322

_________________________________Глава IX

§ 3. Революция в естествознании конца XIX—начала XX в. и становление идей и методов неклассической науки

Как было выше сказано, классическое естествознание XVII—XVIII вв. стремилось объяснить причины всех явле­ний (включая социальные) на основе законов механики Ньютона. В XIX в. стало очевидным, что законы ньюто­новской механики уже не могли играть роли универсаль­ных законов природы. На эту роль претендовали законы электромагнитных явлений. Была создана (Фарадей, Мак­свелл и др.) электромагнитная картина мира. Однако в результате новых экспериментальных открытий в области строения вещества в конце XIX — начале XX в. обнару­жилось множество непримиримых противоречий между электромагнитной картиной мира и опытными фактами. Это подтвердил «каскад» научных открытий.

В 1895—1896 гг. были открыты лучи Рентгена, радио­активность (Беккерель), радий (Мари и Пьер Кюри) и др. В 1897 г. английский физик Дж. Томсон открыл первую элементарную частицу —. электрон и понял, что электро­ны являются составными частями атомов всех веществ. Он предложил первую (электромагнитную) модель ато­мов, но она просуществовала недолго.

В 1911 г. английский физик Э. Резерфорд в экспери­ментах обнаружил, что в атомах существуют ядра, положи­тельно заряженные частицы, размер которых очень мал по сравнению с размерами атомов, но в которых сосредоточе­на почти вся масса атома. Он предложил планетарную мо­дель атома: вокруг тяжелого положительно заряженного ядра вращаются электроны. Резерфорд открыл ос и р-лучи, пред­сказал существование нейтрона. Но планетарная модель оказалась несовместимой с электродинамикой Максвелла.

Немецкий физик М. Планк в 1900 г. ввел квант дей­ствия (постоянная Планка) и, исходя из идеи квантов,

„. 323

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

вывел закон излучения, названный его именем. Было ус­тановлено, что испускание и поглощение электромагнит­ного излучения происходит дискретно, определенными ко­нечными порциями (квантами). Квантовая теория План­ка вошла в противоречие с теорией электродинамики Мак­свелла. Возникли два несовместимых представления о ма­терии: или она абсолютно непрерывна, или она состоит из дискретных частиц. Названные открытия опровергли представления об атоме, как последнем, неделимом «пер­вичном кирпичике» мироздания («материя исчезла»).

«Беспокойство и смятение», возникшие в связи с этим в физике «усугубил» Н. Бор, предложивший на базе идеи Резерфорда и квантовой теории Планка свою модель атома (1913). Он предполагал, что электроны, вращающиеся вок­руг ядра по нескольким стационарным орбитам, вопреки законам электродинамики не излучают энергии. Они излу­чают ее порциями лишь при перескакивании с одной орби­ты на другую. Причем при переходе электрона на более далекую от ядра орбиту происходит увеличение энергии ато­ма и наоборот. Будучи исправлением и дополнением моде­ли Резерфорда, модель Н. Бора вошла в историю атомной физики как квантовая модель атома Резерфорда—Бора.

Указанные открытия положили начало «новой» атомис­тике, в отличие от «старой». Если последняя опиралась на положение о дискретном, прерывистом строении материи, состоящей из неделимых частиц — атомов — последних «кир­пичиков» мироздания, то после названных открытий стало ясно, что атом — система заряженных частиц. Современ­ная атомистика признает многообразие молекул, атомов, элементарных частиц и других микрообъектов в структуре материи, их неисчерпаемую сложность, способность пре­вращения из одних форм в другие. Тем самым материя «предстает» не только дискретной, но и непрерывной.

Весьма ощутимый «подрыв» классического естествоз­нания был осуществлен А. Эйнштейном, создавшим сна­чала специальную (1905), а затем и общую (1916) теорию

324

________________ ГлаЬа/Х

относительности. В целом его теория основывалась на том, что в отличие от механики Ньютона, пространство и вре­мя не абсолютны. Они органически связаны с материей, движением и между собой. Сам Эйнштейн суть теории относительности в популярной форме выразил так: «Рань­ше полагали, что если бы из Вселенной исчезла вся мате­рия, то пространство и время сохранились бы, теория от­носительности утверждает, что вместе с материей исчезли бы пространство и время». При этом четырехмерное про­странство-время, в котором отсутствуют силы тяготения, подчиняется соотношениям неэвклидовой геометрии.

Таким образом, теория относительности показала не­разрывную связь между пространством и временем (она выражена в едином понятии пространственно-временно­го интервала), а также между материальным движением, с одной стороны, и его пространственно-временными фор­мами существования — с другой. Определение простран­ственно-временных свойств в зависимости от особеннос­тей материального движения («замедление» времени, «ис­кривление» пространства) выявило ограниченность пред­ставлений классической физики об «абсолютном» про­странстве и времени, неправомерность их обособления от движущейся материи. Как писал сам Эйнштейн, нет бо­лее банального утверждения, что окружающий нас мир представляет собой четырехмерный пространственно-вре­менной континуум.

В связи со своим фундаментальным открытием, Эйн­штейн произнес знаменитые слова: «Прости меня, Нью­тон», — «понятия, созданные тобой и сейчас остаются ведущими в нашем физическом мышлении, хотя мы те­перь знаем, что если мы будем стремиться к более глубо­кому пониманию взаимосвязей, то мы должны будем за­менить эти понятия другими, стоящими дальше от сферы непосредственного опыта»1.

Физика и реальность. С. 143.

325

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

В 1924 г. было сделано еще одно крупное научное открытие. Французский физик Луи де Бройль высказал гипотезу о том, что частице материи присуще и свойства волны (непрерывность) и дискретность (квантовость). Тогда, отмечал автор гипотезы, становилась понятной теория Бора. «Почему, — спрашивал де Бройль, — если волновой материи присущи свойства корпускулярности, мы не вправе ожидать и обратного: что корпускулярной материи присущи волновые свойства? Почему бы не мог существовать закон, единый вообще для всякого матери­ального образования, неважно, волнового или корпуску­лярного»1.

Вскоре, уже в 1925—1930 гг., эта гипотеза была под­тверждена экспериментально в работах Шредингера, Гей-зенберга, Борна и других физиков. Это означало превра­щение гипотезы де Бройля в фундаментальную физичес­кую теорию — квантовую механику. Таким образом, был открыт важнейший закон природы, согласно которому все материальные микрообъекты обладают как корпускуляр­ными, так и волновыми свойствами. Этот закон матема­тически выражается в виде известного «уравнения де Брой­ля», связывающего корпускулярные и волновые характе­ристики микрообъектов.

Один из создателей квантовой механики, немецкий фи­зик В. Гейзенберг сформулировал соотношение неопре­деленностей (1927). Этот принцип устанавливает невоз­можность — вследствие противоречивой, корпускулярно-волновой природы микрообъектов — одновременно точ­ного определения их координаты и импульса (количества движения). Принцип неопределенности стал одним из фундаментальных принципов квантовой механики. В фи-лософско-методологическом отношении данный принцип есть объективная характеристика статистических (а не ди-

1 Цит. по: На перекрестке бесконечностей. М., 1967. С. 122.

326

_________________________________Глава IX

намических) закономерностей движения микрочастиц, связанная с их корпускулярно-волновой природой. Прин­цип неопределенностей не «отменяет» причинность (она никуда не «исчезает»), а выражает ее в специфической форме — в форме статистических закономерностей и ве­роятностных зависимостей.

Все вышеназванные научные открытия кардинально из­менили представление о мире и его законах, показали ог­раниченность классической механики. Последняя, разу­меется, не исчезла, но обрела четкую сферу применения своих принципов — для характеристики медленных дви­жений и больших масс объектов мира.

В 1928 г. английский физик Поль Дирак разработал релятивистскую теорию электрона и через три года пред­сказал существование позитрона, который буквально че­рез год был экспериментально обнаружен в космических лучах. Открытия Дирака показали, что элементарные ча­стицы оказались совсем не элементарными. Эта факти­чески сложная многоэлементная система многих тел, ко­торая обнаруживает в себе все те структурные взаимосвя­зи, какие характерны для молекулы или любого объекта подобного рода.

Характеризуя развитие естествознания начала XX в., В. Гейзенберг отмечал, что окончательной формулировке теории относительности и квантовой механики предше­ствовал этап неуверенности и замешательства. С одной стороны, ни у кого не было желания разрушать старую физику. Но, с другой стороны, было очевидным, что говорить о внутриатомных процессах в понятиях старой физики уже нельзя. «Физики не чувствовали тогда, что все понятия, с помощью которых они до сих пор ориенти­ровались в пространстве природы, отказывались служить и могли употребляться лишь в очень неточном и расплывча­том смысле»1.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30